RU2245460C1

RU2245460C1 - Water pump with energy saving drive

Info

Publication number: RU2245460C1
Application number: RU2003113977/06A
Authority: RU
Inventors: А.Е. Кузьмин (RU); А.Е. Кузьмин; В.Ю. Просвирнин (RU); В.Ю. Просвирнин; П.В. Бутаков (RU); П.В. Бутаков
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2005-01-27

Abstract

FIELD: water supply systems.

SUBSTANCE: invention can be used in agricultural water supply using open watering. Hollow piston in its upper part is provided with bracket having holes in bottom. Valves are closed and opened by movable valve-float freely moving under action of buoyancy force and gravity force along outer surface of cylinder of working chamber. Kinematic connection of throttle valves of supply and outgoing channels with piston is provided by articulated tie-rods and overrunning clutches. Ecologically clean pump can operate at head of 0.5 m and higher. Owing to open currents (springs, rivers, etc), thus feeding to people, animals, irrigation, watering of crops and fire fighting.

EFFECT: enlarged operating capabilities.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано для водоснабжения, в частности для сельскохозяйственного водоснабжения с использованием открытых потоков.The invention relates to a pump engineering and can be used for water supply, in particular for agricultural water supply using open streams.

Известен штанговый поршневой насос, включающий цилиндр, всасывающую трубу, в конце которой установлен всасывающий клапан. Нагнетательный клапан размещен в поршне, приводимом в движение штангой. При движении поршня вверх одновременно совершается всасывание в нижней части цилиндра под поршнем и нагнетание в верхней части цилиндра над поршнем. При перемещении поршня вниз всасывающий клапан закрыт, а нагнетательный открыт. При этом вода из нижней части цилиндра поступает в его верхнюю часть, процессы нагнетания и всасывания прекращаются. Насос применяется в водоснабжении и нефтяном деле [Циклаури Д.С. Гидравлика, сельскохозяйственное водоснабжение и гидросиловые установки. - М.: Стройиздат, 1970. - С.146-147].Known rod piston pump, comprising a cylinder, a suction pipe, at the end of which a suction valve is installed. The discharge valve is located in a piston driven by a rod. When the piston moves upward, suction is simultaneously performed in the lower part of the cylinder under the piston and injection in the upper part of the cylinder above the piston. When the piston moves down, the suction valve is closed and the discharge valve is open. In this case, water from the lower part of the cylinder enters its upper part, the processes of discharge and suction cease. The pump is used in water supply and oil business [Tsiklauri D.S. Hydraulics, agricultural water supply and hydraulic power plants. - M .: Stroyizdat, 1970. - S.146-147].

Недостатком является то, что для привода штанговых насосов необходима электрическая или механическая энергия (двигатель внутреннего сгорания), то есть он не является энергосберегающим и применяется для работы в буровых скважинах.The disadvantage is that electric or mechanical energy (internal combustion engine) is required for the drive of sucker rod pumps, that is, it is not energy-saving and is used for working in boreholes.

Известен гидравлический мультипликатор. Он состоит из неподвижного рабочего цилиндра, в котором размещен подвижный пустотелый плунжер диаметром D, а внутри его - неподвижный плунжер диаметром d. Необходимым условием является D>d. По оси неподвижного плунжера проложена трубка, соединенная с прессом. Жидкость, сжатая в гидравлическом аккумуляторе или трубопроводе, подается в неподвижный цилиндр и поднимает вверх подвижный плунжер и по трубке поступает в пресс или другой рабочий орган с увеличенным давлением по сравнению с тем, которое было создано в гидравлическом аккумуляторе (трубопроводе) (Угинчус А.А. Гидравлика и гидравлические машины. Харьков: Харьковский ун-т, 1970. - С.62-63].Known hydraulic multiplier. It consists of a stationary working cylinder, in which a movable hollow plunger with a diameter of D is placed, and inside it is a stationary plunger with a diameter of d. A necessary condition is D> d. A tube connected to the press is laid along the axis of the stationary plunger. The fluid compressed in the hydraulic accumulator or pipeline is fed into the stationary cylinder and lifts the movable plunger upward and enters the press or other working body with increased pressure compared to that created in the hydraulic accumulator (pipeline) (Uginchus A.A Hydraulics and hydraulic machines. Kharkov: Kharkov University, 1970. - S.62-63].

Недостатком является то, что гидравлический мультипликатор имеет функциональную направленность на повышение давления и не может использоваться как водоподъемник и не является энергосберегающим.The disadvantage is that the hydraulic multiplier has a functional focus on increasing pressure and cannot be used as a water lift and is not energy-saving.

Известен двигатель Кузьмина, предназначенный для использования в машиностроении для привода различных машин и механизмов. Двигатель содержит питательную емкость воды, гильзы, поршни, перемещаемые по направляющим стержням, впускные и выпускные каналы и клапаны, распределительный вал с кулачками, кинематически связанный с коленчатым валом. Гильзы расположены ниже коленчатого вала. Между гильзой и поршнем уплотнение отсутствует. Совершение рабочего хода осуществляется при помощи силы Архимеда. Изобретение обеспечивается простотой конструкции и экологической безопасностью [RU №2140562 С1, 27.10.99].Known Kuzmin engine designed for use in mechanical engineering to drive various machines and mechanisms. The engine contains a feed tank of water, sleeves, pistons moving along the guide rods, inlet and outlet channels and valves, a camshaft with cams kinematically connected to the crankshaft. The liners are located below the crankshaft. There is no seal between the sleeve and the piston. The completion of the working stroke is carried out using the power of Archimedes. The invention is provided by simplicity of design and environmental safety [RU No. 2140562 C1, 10.27.99].

Известное решение предназначено для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала и не может непосредственно использоваться в качестве водоподъемника, то есть имеет иную функциональную направленность.The known solution is intended to convert the reciprocating motion of the piston into rotational motion of the crankshaft and cannot be directly used as a water lift, that is, it has a different functional orientation.

Известен пружинный приводной механизм, применяющийся в конструкциях электрических и других аппаратов вместе с ручным, электромагнитным и другим приводным устройством, который, совершая операцию отключения или включения, взводит аккумулирующую пружину и, следовательно, подготавливает аппарат для операции включения или отключения [Электротехнический справочник. 4 т. Т.2. Электротехнические устройства. М. МЭИ, 2001, с.296-300].Known spring drive mechanism used in the construction of electrical and other devices together with a manual, electromagnetic and other drive device, which, performing the operation of disconnecting or turning on, cocks the accumulating spring and, therefore, prepares the apparatus for the operation of turning on or off [Electrical reference. 4 t. T.2. Electrical devices. M. MEI, 2001, S. 266-300].

Пружинный приводной механизм с применением аккумулирующей пружины может быть применен в гидравлических двигателях с энергосберегающим приводом для быстрого (мгновенного) открытия дроссельных клапанов и задвижек на подводящих и отводящих каналах.The spring-loaded drive mechanism with the use of an accumulating spring can be used in hydraulic motors with an energy-saving drive for quick (instant) opening of throttle valves and valves on the inlet and outlet channels.

Наиболее близким техническим решением, выбранным нами в качестве прототипа, является водяной насос с энергосберегающим приводом, предназначенным для сельскохозяйственного водоснабжения с использованием открытых потоков. Водяной насос содержит питательную емкость для воды, впускной и выпускной каналы, впускной и выпускной клапаны, цилиндр рабочей камеры с фильтром и всасывающим клапаном, неподвижный напорный трубопровод, расположенный внутри цилиндра рабочей камеры соосно и оборудованный напорным клапаном, уплотнение между цилиндром рабочей камеры и напорным трубопроводом [RU №2198324 С2, 10.02.2003].The closest technical solution that we have chosen as a prototype is a water pump with an energy-saving drive designed for agricultural water supply using open streams. The water pump contains a feed tank for water, inlet and outlet channels, inlet and outlet valves, a working chamber cylinder with a filter and a suction valve, a stationary pressure pipe located coaxially inside the working chamber cylinder and equipped with a pressure valve, a seal between the working chamber cylinder and the pressure pipe [RU No. 2198324 C2, 02/10/2003].

Недостатком рассматриваемого технического решения является сложная кинематическая связь между поршнем и распределительным валом, не обеспечивающая надежность функционирования системы клапанов. Так, при частичном одновременном открытии впускного и выпускного клапанов в процессе совершения рабочего хода поршня - такта нагнетания в какой-то промежуток времени вода из питательной емкости будет перетекать в выпускной канал с резким уменьшением скорости движения поршня и КПД насоса. Известно, что работа насоса основана на использовании подъемной силы Архимеда. При этом результирующая подъемная сила может быть определена как:The disadvantage of the considered technical solution is the complex kinematic connection between the piston and the camshaft, which does not ensure the reliability of the valve system. So, with the partial simultaneous opening of the inlet and outlet valves during the piston stroke - the pumping stroke at some period of time, water from the feed tank will flow into the outlet channel with a sharp decrease in the piston speed and pump efficiency. It is known that the pump is based on the use of the lifting force of Archimedes. In this case, the resulting lifting force can be defined as:

где Р_A- сила Архимеда, Н; G - сила тяжести подвижных частей, Н; Т_тр- сила трения, вызванная наличием уплотнения между цилиндром рабочей камеры и напорным трубопроводом, Н.where P _A is the strength of Archimedes, N; G is the gravity of the moving parts, N; T _Tr - the friction force caused by the presence of a seal between the cylinder of the working chamber and the pressure pipe, N.

Из уравнения (1) следует, что чем меньше масса поршня и цилиндра рабочей камеры, тем полнее используется Р_A и повышается КПД насоса. Но при совершении холостого хода (движение поршня вниз) с уменьшением массы подвижных частей произойдет зависание поршня, необходимо, чтобы G>Т_mp.From equation (1) it follows that the smaller the mass of the piston and the working chamber of the cylinder, the fuller use P _A and increases efficiency of the pump. But when idling (the piston moves down) with a decrease in the mass of the moving parts, the piston will freeze, it is necessary that G> T _mp .

То есть для работы насоса необходимо повысить массу поршня и цилиндра рабочей камеры с заведомым снижением КПД насоса. Кроме этого, тарельчатые впускной и выпускной клапаны создают высокие потери напора "Н".That is, for the pump to work, it is necessary to increase the mass of the piston and cylinder of the working chamber with a deliberate decrease in pump efficiency. In addition, the poppet inlet and outlet valves create high pressure losses "H".

Задача изобретения - повышение коэффициента полезного действия водяного насоса с энергосберегающим приводом за счет обеспечения одновременного и быстрого (мгновенного) открытия (закрытия) впускного и выпускного каналов с минимально допустимой массой поршня и цилиндра рабочей камеры исходя из расчета их прочности.The objective of the invention is to increase the efficiency of a water pump with an energy-saving drive by providing simultaneous and quick (instant) opening (closing) of the inlet and outlet channels with the minimum allowable mass of the piston and cylinder of the working chamber based on the calculation of their strength.

Указанная задача достигается тем, что в водяном насосе с энергосберегающим приводом, включающем питательную емкость для воды, впускной и выпускной каналы, впускной и выпускной клапаны, поршень, снабженный цилиндром рабочей камеры с фильтром и всасывающим клапаном, неподвижный напорный трубопровод, расположенный внутри цилиндра рабочей камеры соосно и оборудованный напорным клапаном, уплотнение между подвижным цилиндром рабочей камеры и напорным трубопроводом, кинематическую связь между поршнем и впускным и выпускным клапанами, пустотелый поршень в верхней части оборудован кронштейном, а в днище поршня имеются отверстия, а их открытие и закрытие осуществляется подвижным клапаном-поплавком, свободно перемещающимся под действием силы Архимеда и тяжести по наружной поверхности цилиндра рабочей камеры.This task is achieved by the fact that in a water pump with an energy-saving drive, including a feed tank for water, inlet and outlet channels, inlet and outlet valves, a piston equipped with a working chamber cylinder with a filter and a suction valve, a stationary pressure pipe located inside the working chamber cylinder coaxial and equipped with a pressure valve, seal between the movable cylinder of the working chamber and the pressure pipe, kinematic connection between the piston and the inlet and outlet valves, empty the upper piston in the upper part is equipped with a bracket, and there are holes in the piston bottom, and their opening and closing is carried out by a movable float valve that moves freely under the action of Archimedes force and gravity along the outer surface of the working chamber cylinder.

Кроме того, кинематическая связь дроссельных клапанов подводящего и отводящего каналов с поршнем осуществляется шарнирными тягами и муфтами свободного хода. Насос снабжен аккумулирующей пружиной для создания импульсов быстрого закрытия и открытия дроссельных клапанов, установленной в неподвижной стойке, снабженной беговой дорожкой с шариком, установленным в оголовке стержня, снабженного шарнирной втулкой и гайкой.In addition, the kinematic connection of the throttle valves of the inlet and outlet channels with the piston is carried out by articulated rods and freewheels. The pump is equipped with an accumulating spring for generating pulses of quick closing and opening of the throttle valves installed in a stationary rack, equipped with a treadmill with a ball installed in the head of the rod, equipped with a hinged sleeve and a nut.

На фиг.1 - общий вид насоса, в котором указано положение поршня, цилиндра рабочей камеры, всасывающего и напорного клапанов, клапана-поплавка, дроссельных клапанов, аккумулирующей пружины и тяг при достижении поршня верхней мертвой точки (ВМТ). На фиг.2 - то же при достижении поршня нижней мертвой точки (НМТ). На фиг.3 - пружинный приводной механизм.Figure 1 is a General view of the pump, which indicates the position of the piston, cylinder of the working chamber, suction and pressure valves, float valves, throttle valves, accumulating springs and rods when the piston reaches the top dead center (TDC). Figure 2 - the same when reaching the piston bottom dead center (BDC). Figure 3 - spring drive mechanism.

Водяной насос с энергосберегающим приводом, представленный на фиг.1, 2, 3, включает в себя поршень 1, гильзу 2, клапан-поплавок 3, напорный трубопровод 4, всасывающий клапан 5, напорный клапан 6, рабочую камеру 7, уплотнение 8, ограничители 9, 10, фильтр 11, отверстие 12, уплотнение 13, кронштейн 14, рычаги 15, 16, 17, 18, тяги 19, 20, 21, 22, 23, дроссельные клапаны 24, 25, муфты свободного хода 26, 27, питательную емкость 28, впускной канал 29, выпускной канал 30, аккумулирующую пружину 31, седла аккумулирующей пружины 32, 33, гайку 34, шарнирную втулку 35, стержень 36 с оголовком 37, шарик 38, беговую дорожку 39, стойку 40, задвижку 41 (Н - уровень воды в питательной емкости; Р_а- атмосферное давление).The water pump with an energy-saving drive, shown in figures 1, 2, 3, includes a piston 1, a sleeve 2, a float valve 3, a pressure pipe 4, a suction valve 5, a pressure valve 6, a working chamber 7, a seal 8, limiters 9, 10, filter 11, hole 12, seal 13, bracket 14, levers 15, 16, 17, 18, thrusts 19, 20, 21, 22, 23, butterfly valves 24, 25, freewheels 26, 27, feed capacity 28, inlet channel 29, exhaust channel 30, storage spring 31, seats of the storage spring 32, 33, nut 34, articulated sleeve 35, shaft 36 with tip 37, ball 38 , treadmill 39, rack 40, valve 41 (N - water level in the nutrient tank; P _a - atmospheric pressure).

Описываемое изобретение реализуется следующим образом. Для запуска насоса в работу открывается задвижка 41. При этом поршень 1 находится в нижнем положении, дроссельный клапан 24 закрыт, а дроссельный клапан 25 открыт. Заполнение водой кольцевого пространства между гильзой 2 и клапаном-поплавком 3 приводит к образованию подъемной силы Архимеда и подъему клапана-поплавка 3. За счет уплотнений 13 перекрываются отверстия 12, расположенные в днище поршня 1. Сила тяжести клапана-поплавка 3 меньше силы Архимеда. Достижение водой верхнего уровня поршня 1 приводит к образованию подъемной силы Архимеда, за счет которой клапан-поплавок 3 и поршень 1 движутся вверх. Скорость движения воды в кольцевом зазоре равна скорости движения поршня. Объем рабочей камеры 7 уменьшается и в ней создается избыточное давление, всасывающий клапан 5 закрывается, а напорный клапан 6 открыт, вода поступает в напорный трубопровод 4. Уплотнения 8 между цилиндром рабочей камеры 7 и напорным трубопроводом 4 исключают утечки воды из рабочей камеры. При достижении поршня 1 ВМТ за счет инерционности массы воды в кольцевом пространстве ее часть перетечет в поршень 1 (см. фиг.1). Одновременно с подъемом поршня 1 перемещается вверх кронштейн 14, шарнирно закрепленный на верхней части поршня 1 и шарнирно соединенный с рычагом 15. Тяга 19 также шарнирно соединена с рычагом 15, перемещается наконечником в муфте свободного хода 26 до упора в тягу 20, шарнирно соединенную с оголовком 37 стержня 36 (см. фиг.3). Таким образом, стержень 36 под действием тяги 20 смещается до вертикального положения, перемещаясь относительно шарнирной втулки 35. При этом шарик 38 перемещается по беговой дорожке 39 неподвижной стойки 40, сжимая через оголовок 37 стержня 36 аккумулирующую пружину 31, установленную в седлах пружины 33, 39. Натяжение пружины 31 регулируется гайкой 34. При достижении поршнем 1 ВМТ тяга 20 смещает стержень 36 с оголовком 37 из вертикального (нейтрального) положения и аккумулирующая пружина 31 быстро перемещает их в боковое положение вместе с тягами 22, 21 и за счет рычагов 16, 17, 18 и тяги 23 открывает дроссельный клапан 24 и закрывает дроссельный клапан 24. Следует иметь в виду, что перемещение тяги 20 до вертикального положения осуществляет перемещение тяги 22 в муфте свободного хода 27 до упора в тягу 21. Таким образом завершился рабочий ход поршня 1 с совершением такта нагнетания воды в напорный трубопровод 4 с открытием дроссельного клапана 24, обеспечивающего выпуск воды из гильзы 2 через выпускной канал 30 с закрытием дроссельного клапана 25, прекращающего поступление воды в гильзу 2 через впускной канал 29. При этом ход поршня 1 при его движении от НМТ до ВМТ равен пути перемещения тяги 19 в контакте с тягой 20 внутри муфты свободного хода 26 с перемещением тяги 20 до установления вертикального положения стержня 36 и аккумулирующей пружины 31 в неподвижной стойке 40 и контактом тяг 22, 21 в муфте свободного хода 27.The described invention is implemented as follows. To start the pump in operation, the valve 41 opens. In this case, the piston 1 is in the lower position, the throttle valve 24 is closed, and the throttle valve 25 is open. Filling the annular space between the sleeve 2 and the float valve 3 with water leads to the formation of Archimedes lift force and the float valve 3 to rise. Due to the seals 13, the openings 12 located in the piston bottom 1 overlap. The gravity of the float valve 3 is less than the Archimedes force. The achievement of water at the upper level of the piston 1 leads to the formation of the lifting force of Archimedes, due to which the float valve 3 and the piston 1 move up. The speed of water in the annular gap is equal to the speed of the piston. The volume of the working chamber 7 is reduced and excessive pressure is created in it, the suction valve 5 is closed, and the pressure valve 6 is open, water enters the pressure pipe 4. Seals 8 between the cylinder of the working chamber 7 and the pressure pipe 4 eliminate water leakage from the working chamber. Upon reaching piston 1 TDC due to the inertia of the mass of water in the annular space, its part will flow into the piston 1 (see figure 1). Simultaneously with the lifting of the piston 1, the bracket 14 moves upwardly pivotally mounted on the upper part of the piston 1 and pivotally connected to the lever 15. The rod 19 is also pivotally connected to the lever 15, moves the tip in the freewheel 26 to the stop in the rod 20, pivotally connected to the head 37 of the rod 36 (see figure 3). Thus, the rod 36 under the action of the rod 20 is displaced to a vertical position, moving relative to the hinge sleeve 35. In this case, the ball 38 moves along the treadmill 39 of the stationary strut 40, compressing the accumulating spring 31 installed in the saddles of the spring 33, 39 through the head of the rod 36, installed in the seats of the spring 33, 39 The tension of the spring 31 is regulated by the nut 34. When the piston 1 reaches the TDC, the rod 20 biases the rod 36 with the tip 37 from the vertical (neutral) position and the accumulating spring 31 quickly moves them to the lateral position together with the rods 22, 21 and beyond due to levers 16, 17, 18 and traction 23 opens the throttle valve 24 and closes the throttle valve 24. It should be borne in mind that moving the rod 20 to a vertical position moves the rod 22 in the freewheel 27 to the stop in the rod 21. Thus, it ended piston stroke 1 with a water injection stroke in the pressure pipe 4 with the opening of the throttle valve 24, which ensures the release of water from the sleeve 2 through the exhaust channel 30 with the closing of the throttle valve 25, which stops the flow of water into the sleeve 2 through the inlet channel 29. In this case, the stroke of the piston 1 when it moves from BDC to TDC is equal to the path of movement of the rod 19 in contact with the rod 20 inside the freewheel 26 with the movement of the rod 20 to establish the vertical position of the rod 36 and the accumulating spring 31 in the fixed rack 40 and the contact rod 22, 21 in the freewheel 27.

Выпуск воды из гильзы 2 сопровождается быстрым снижением уровня воды в кольцевом объеме между поршнем 1 и гильзой 2, при этом результирующая подъемная сила равна нулю. Движение поршня осуществляется за счет силы тяжести поршня 1, гильзы рабочей камеры 7 и воды, находящейся в поршне 1. Напорный клапан 6 закрыт под действием давления в напорном трубопроводе 4. Увеличение объема рабочей камеры 7 приводит к образованию в ней разрежения, всасывающий клапан 5 открыт. Происходит наполнение рабочей камеры 7 водой. Снижение уровня воды ниже, чем высота клапана-поплавка 3, сопровождается его опусканием до ограничителя 9, открывается отверстие 12 и вода вытекает из поршня 1 (см. фиг.2). Соприкосновению поршня 1 с ограничителем 10 соответствует НМТ поршня 1. При движении поршня вниз (холостой ход) и достижении поршнем НМТ за счет кронштейна 14, рычагов 15, 16, 17, 18, тяг 19, 20, 21, 22, 23, муфт свободного хода 26, 27 и пружинно-приводного механизма (см. фиг.3) дроссельный клапан 24 закрывается, а дроссельный клапан 25 открывается (см. фиг.2). Заполнение гильзы 2 водой приводит к образованию силы Архимеда, действующей на клапан-поплавок 3. Он поднимается вверх, перекрывая отверстие 12 и герметизируя его уплотнением 13. Дальнейшее наполнение гильзы 2 приводит к образованию подъемной силы Архимеда на поршне 1 и под действием результирующей силы Архимеда, действующей на клапан-поплавок 3 и поршень 1, он приводится в движение к ВМТ. В рабочей камере 7 создается избыточное давление, всасывающий клапан 5 закрывается, а напорный клапан 6 открыт. Осуществляется рабочий ход - нагнетание воды в напорный трубопровод 4 и процессы чередуются. Фильтр 11 обеспечивает очистку воды от механических примесей. Питательная емкость 28 с напором "Н" за счет задвижки 41 и впускного канала 29 обеспечивает работу энергосберегающего водяного насоса.The discharge of water from the sleeve 2 is accompanied by a rapid decrease in the water level in the annular volume between the piston 1 and the sleeve 2, while the resulting lifting force is zero. The movement of the piston is due to the gravity of the piston 1, the sleeve of the working chamber 7 and the water in the piston 1. The pressure valve 6 is closed under pressure in the pressure pipe 4. The increase in the volume of the working chamber 7 leads to the formation of a vacuum in it, the suction valve 5 is open . There is a filling of the working chamber 7 with water. A decrease in the water level is lower than the height of the float valve 3, accompanied by its lowering to the limiter 9, the hole 12 opens and the water flows out of the piston 1 (see Fig. 2). The contact of the piston 1 with the limiter 10 corresponds to the BDC of the piston 1. When the piston moves down (idle) and the piston reaches the BDC due to the bracket 14, levers 15, 16, 17, 18, rods 19, 20, 21, 22, 23, loose couplings the stroke 26, 27 and the spring-loaded mechanism (see figure 3), the throttle valve 24 closes, and the throttle valve 25 opens (see figure 2). Filling the sleeve 2 with water leads to the formation of Archimedes force acting on the float valve 3. It rises up, blocking the hole 12 and sealing it with a seal 13. Further filling of the sleeve 2 leads to the formation of the Archimedes lift force on the piston 1 and under the action of the resulting Archimedes force, acting on the float valve 3 and piston 1, it is driven to TDC. In the working chamber 7 creates excessive pressure, the suction valve 5 is closed, and the pressure valve 6 is open. A working stroke is carried out - water is injected into the pressure pipe 4 and the processes alternate. The filter 11 provides water purification from mechanical impurities. The feed tank 28 with a pressure of "H" due to the valve 41 and the inlet channel 29 provides an energy-efficient water pump.

Преимуществом описываемого технического решения по сравнению с прототипом является изменение кинематической связи, осуществляемой цепной передачей с вращением распределительного вала с кулачками на кинематическую связь с применением шарнирных тяг, пружинного приводного механизма и дроссельных клапанов. Такая связь обеспечивает быстрое (мгновенное) и технологически надежное открытие (закрытие) дроссельных клапанов. Сжатие аккумулирующей пружины пружинно-приводного механизма и преодоление сил трения уплотнений 8 о стенки цилиндра рабочей камеры 7 при совершении холостого хода поршня (движение поршня 1 вниз) обеспечивается не только силой тяжести от массы поршня 1, цилиндра рабочей камеры 7, фильтра 11 и всасывающего клапана 5, а дополнительно силой тяжести воды, инерционно-перетекающей в пустотелый поршень 1 при его положении в ВМТ. Сила, обеспечивающая холостой ход поршня в прототипе, составит:The advantage of the described technical solution in comparison with the prototype is the change in the kinematic connection, carried out by chain transmission with the rotation of the camshaft with cams, to the kinematic connection using articulated rods, a spring-loaded drive mechanism and butterfly valves. This connection provides quick (instant) and technologically reliable opening (closing) of butterfly valves. Compression of the accumulating spring of the spring-driven mechanism and the overcoming of the friction forces of the seals 8 against the cylinder walls of the working chamber 7 when the piston idle (piston 1 moves down) is ensured not only by gravity from the mass of the piston 1, working chamber 7 cylinder, filter 11 and the suction valve 5, and additionally by the force of gravity of the water, inertia-flowing into the hollow piston 1 when it is in TDC. The force providing idle piston in the prototype is:

для предлагаемого технического решения:for the proposed technical solution:

G - сила тяжести подвижных частей, Н; Т_тр- сила трения, Н; G’ - сила тяжести воды, Н.G is the gravity of the moving parts, N; T _Tr - the friction force, N; G '- gravity of water, N.

Имеется возможность обеспечить минимально допустимую массу поршня 1 и цилиндра рабочей камеры 7 с учетом их прочности и повысить скорость движения поршня. Наличие клапана-поплавка 3 не снижает результирующую подъемную силу Архимеда, действующую на поршень 1. Снижение силы тяжести G (уравнение (1) обеспечит повышение эффективности использования силы Архимеда, а в совокупности с увеличением скорости движения поршня 1 при холостом ходе - повышение КПД водяного насоса с энергосберегающим приводом. Насос, экологически чистый, может работать с напором 0,5 м и более за счет открытых потоков (ручьи, речки и пр.), обеспечивая потребности в воде людей, животных, для полива, орошения сельскохозяйственных культур и пожаротушения.It is possible to provide the minimum allowable mass of the piston 1 and the cylinder of the working chamber 7, taking into account their strength and increase the speed of the piston. The presence of a float valve 3 does not reduce the resulting lifting force of Archimedes acting on the piston 1. The decrease in gravity G (equation (1) will increase the efficiency of use of the force of Archimedes, and together with the increase in the speed of movement of the piston 1 at idle, increase the efficiency of the water pump With an energy-saving drive, an environmentally friendly pump can operate with a pressure of 0.5 m or more due to open streams (streams, rivers, etc.), providing the water needs of people, animals, for irrigation, irrigation of agricultural crops tur and fire.

Claims

1. A water pump with an energy-saving drive, including a feed tank for water, inlet and outlet channels, inlet and outlet valves, a piston equipped with a working chamber cylinder with a filter and a suction valve, a stationary pressure pipe located coaxially inside the working chamber cylinder and equipped with a pressure valve , a seal between the movable cylinder of the working chamber and the pressure pipe, the kinematic connection between the piston and the intake and exhaust valves, characterized in that the hollow piston in Bracket rhney part, and in the piston bottom has holes, and their opening and closing is performed movable valve-float freely moving under the force of gravity by Archimedes and the outer surface of the working chamber of the cylinder.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the kinematic connection of the throttle valves of the inlet and outlet channels with the piston is carried out by articulated rods and freewheels.

3. The pump according to claim 2, characterized in that it is equipped with an accumulating spring for generating pulses of quick closing and opening of the throttle valves installed in a stationary rack, equipped with a treadmill with a ball installed in the head of the rod, equipped with a hinged sleeve and a nut.